Termologia: 2º ano

O que é Termologia?

Termologia é a parte da Física que estuda os fenômenos relacionados ao calor e a temperatura, como transferência de calor, equilíbrio térmico, transformações sofridas por gases, mudanças de estado físico, entre outras

O que é Temperatura:

Temperatura é uma medida estatística do nível de agitação entre moléculas, relacionado com o deslocamento da energia cinética de um átomo ou molécula. ... A temperatura costuma ser medida por um termômetro e indica o grau de intensidade do calor em um determinado território.

O que é calor

Calor é um conceito do âmbito da Física que representa uma forma de energia, sendo a energia térmica em movimento entre partículas atômicas. A palavra calor também pode remeter para alguma coisa quente, ou seja, com temperatura elevada.

Neste momento iremos estudar a termometria que é a parte da termologia voltada para o estudo da temperatura, dos termômetros e das escalas termométricas.

Zero Absoluto: é a temperatura mais baixa possível, -273°C

Equilíbrio Térmico: Quando dois ou mais corpos estão à mesma temperatura, ou seja não há troca de calor entre eles.

Escalas termométricas

Atualmente, existem três escalas termométricas em uso no mundo:

1) Escala Celsius: Criada em 1742 pelo físico sueco Anders Celsius (1701 – 1744), essa escala atribui o valor 0 °C para o ponto de fusão e 100 °C para o ponto de ebulição da água.

2) Escala Fahrenheit: Criada em 1708 pelo físico alemão Daniel Fahrenheit (1686 – 1736), essa escala é utilizada principalmente nos países de língua inglesa e possui o valor 32 °F para o ponto de fusão e 212 °F para a ebulição da água.

3) Escala Kelvin: Essa escala foi criada pelo inglês Willian Thompson (1824 – 1907), conhecido como Lord Kelvin. Tendo como referência a temperatura do zero absoluto, temperatura em que a vibração molecular cessa, a escala Kelvin é conhecida como escala absoluta.

Lord Kelvin atribuiu o valor zero à temperatura de – 273,15 °C, que corresponde à temperatura do zero absoluto. Assim, os pontos de fusão e ebulição na escala Kelvin correspondem, respectivamente, a 273 K e 373 K. Essa escala não apresenta a notação grau (°) e é utilizada pela comunidade científica.

Fórmula do termo Geral

Uma escala termométrica corresponde a um conjunto de valores numéricos, onde cada um desses valores está associado a uma determinada temperatura.

Como geralmente a variação da temperatura e a variação da grandeza termométrica são proporcionais, isso equivale dizer matematicamente que a equação termométrica é uma função do primeiro grau, a qual fica definida a partir de dois pontos.

No caso das escalas termométricas os pontos escolhidos correspondem a dois estados térmicos bem definidos e facilmente obtidos, sendo atribuindo a cada um deles um valor arbitrário de temperatura. Esses dois pontos são denominados pontos fixos da escala e são:

1° ponto fixo: corresponde à temperatura de fusão do gelo e é chamado ponto do gelo.

2° ponto fixo: corresponde à temperatura de ebulição da água e é chamado ponto do vapor.

Já foram criadas várias escalas termométricas, contudo as mais usadas são as escalas indicadas na tabela abaixo:

ESCALAS	Celsius	Fahrenheit	Kelvin
Ponto de ebulição	100	212	373
Ponto de fusão	0	32	273
Nº de divisões entre os pontos fixos	100	180	100

A partir da escolha dos pontos fixos, realizam-se as operações para se ter um termômetro tradicional de mercúrio. Veja a seguir quais são essas operações:

1ª) Coloca-se o termômetro em contato com o gelo em fusão e, após ocorrer o equilíbrio térmico, marca-se a altura da coluna de mercúrio atribuindo um certo valor numérico.

2ª) Coloca-se o termômetro em contato com a água em ebulição e, após ocorrer o equilíbrio térmico, marca-se a altura da coluna de mercúrio atribuindo um certo valor numérico.

3ª) Divide-se em partes iguais o espaço entre as duas marcas realizadas.

Fonte: https://www.passeiweb.com/estudos/sala_de_aula/fisica/termologia_1_2_esc_termometricas

Para converter uma temperatura de uma escala qualquer para um outra escala, utiliza-se a seguinte fórmula como expressão geral:

${\displaystyle {\frac {p_{x}-p_{1}}{p_{2}-p_{1}}}={\frac {p'_{x}-p'_{1}}{p'_{2}-p'_{1}}}}$

Para:

• p_x a temperatura desejada de uma escala qualquer;
• p₁ o ponto comum 1 de uma escala qualquer;
• p₂ o ponto comum 2 de uma escala qualquer;
• p'_x a temperatura desejada de uma escala desejada;
• p'₁ o ponto comum 1 de uma escala desejada;
• p'₂ o ponto comum 2 de uma escala desejada.

Conversão entre as escalas conhecidas.